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1、动量守恒定律章末测试,一选择题(每小题5分,共40分,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内.)1.甲乙两个质量相同的物体,以相同的初速度在粗糙程度不同的水平面上运动,甲物体先停下来,乙物体后停下来,则()A.甲受到的冲量大B.乙受到的冲量大C.两物体受到的冲量大小相等D.两物体受到的冲量大小无法比较答案:C,2.一个人在地面上立定跳远的最好成绩为S,假设他站在车的A端,要跳到距A为L的站台上,车与地面的摩擦不计,如图所示,则( )A.只要LS,他一定能跳上站台B.只要LS,他可能跳上站台C.只要L=S,他一定能跳上站台D.只要L=S,他有可能跳上
2、站台,解析:若立定跳远时,人离地的速度为v,如题图人从车上起跳时,人离车时的速度v,由能量守恒E= mv2,E= mv2+ Mv2车所以vv,人跳出的距离变小,故B选项正确.,答案:B,3.一个体重为50 kg的演员,走钢丝时不慎落下,当他落下5 m时,安全带拉直,绳子和人的作用时间1 s.则这条安全带给人的平均冲力为(g=10 m/s2)( )A.250 N B.500 NC.1000 N D.1500 N,解析:人从高处落下,由运动学公式得v2=2gh,故v= =10 m/s.由于安全带的作用,人的速度由v变为零,取向上为正方向,根据动量定理得(F-mg)t=0-(-mv),则F=mg+
3、=1000 N,故C选项正确.,答案:C,4.木块a和b用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a紧靠在墙壁上,在b上施加向左的水平力使弹簧压缩,如图所示,当撤去外力后,下列说法中正确的是( )A.a尚未离开墙壁前,a和b系统的动量守恒B.a尚未离开墙壁前,a与b系统的动量不守恒C.a离开墙后,a、b系统动量守恒D.a离开墙后,a、b系统动量不守恒,解析:以a、b及弹簧为系统,撤去外力后,b向右运动,在a尚未离开墙壁前,系统所受合外力不为零,因此该过程系统动量不守恒,当a离开墙壁系统水平方向不受外力,系统动量守恒,故BC选项正确.答案:BC,5.在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块.开始时
4、滑块静止.若在滑块所在空间加一水平匀强电场E1,持续一段时间后立刻换成与E1相反方向的匀强电场E2.当电场E2与电场E1持续时间相同时,滑块恰好回到初始位置,且具有动能Ek.在上述过程中,E1对滑块的电场力做功为W1,冲量大小为I1;E2对滑块的电场力做功为W2,冲量大小为I2.则( )A.I1=I2B.4I1=I2C.W1=0.25Ek,W2=0.75EkD.W1=0.20Ek,W2=0.80Ek,解析:设物体的带电量为q,质量为m,E1E2的作用时间都为t.运动过程如图所示.物体由AB,加速度为a1= ,E2作用时由BA,加速度大小为a2= ,方向向左,以向右为正,则AB,sAB= a1t
5、2,vB=a1t.,由BA,sBA=vBt- a2t2,而sAB=-sBA,得3a1=a2,所以3E1=E2.由电场对滑块的冲量I=Eqt,得 AB错;因两段时间内电场力均做正功,且s一样大,由W=Eqs,得 对全程应用动能定理W1+W2=Ek-0,解得W1=0.25Ek,W2=0.75Ek,C对,D错.,答案:C,6.甲乙两质量不同的物体,分别受到恒力作用后,其动量p与时间t的关系图象如图所示,则甲乙所受合外力F甲与F乙的关系是(图中直线平行)( )A. F甲F乙D.无法比较F甲与F乙的大小,解析:由 知,合外力等于物体动量的变化率,而二者平行,故F甲=F乙.答案:B,7.如图所示,带有光滑
6、弧形轨道的小车质量为m,放在光滑水平面上,一质量也是m的小球,以速度v沿轨道水平端向上滑去,至某一高度后再向下返回,则当小球回到小车右端时将( ),A.小球以后将向右做平抛运动B.小球将做自由落体运动C.小球在弧形槽内上升的最大高度为D.此过程小球对小车做的功为 mv2,解析:小球上升到最高点时与小车相对静止,有共同速度v,由水平动量守恒得mv=2mv,由机械能守恒定律得 mv2= 2mv2+mgh联立以上两式解得故C选项错误;小球在返回小车右端时速度为v1,此时小车速度v2,由动量守恒定律和机械能守恒定律可得mv=mv2-mv1,mv2= mv22+ mv12联立解得v2=v v1=0,故B
7、选项正确,A选项错误;再由动能定理可知D选项正确.,答案:BD,8.车厢停在光滑水平轨道上,坐在车厢后面的人对车厢前壁发射了一颗子弹.设子弹的质量m,出口速度为v,车厢和人的质量为M,则子弹陷入车壁后,车厢的速度为( )A. 向前 B. 向后C. 向前 D.0,解析:子弹车厢和人看做一个系统,此系统在发射子弹的过程中动量守恒.系统发射子弹前的动量为零,则系统发射子弹后的动量也为零.最后子弹车厢和人成为一个整体,整体的动量为零,故速度为零.故D选项正确.答案:D,二实验题(2小题,共20分)9.(10分)在做“碰撞中的动量守恒”实验中,所用的钢球质量m1=17 g,玻璃球的质量为m2=5.1 g
8、,两球半径均为r=0.80 cm.某次实验得到如图所示的记录纸,其中P点集为入射小球单独落下10次的落点,M和N点集为两球相碰并重复10次的落点,O是斜槽末端投影点.,(1)安装和调整实验装置的两点主要要求是:_.(2)若小球飞行时间为0.1 s,则入射小球碰前的动量p1=_ kgm/s,碰后两球动量p1=_kgm/s,p2=_kgm/s(保留两位有效数字).,斜槽末端切线水平,两球球心等高,3.410-2,2.010-2,1.410-2,10.(10分)在“探究碰撞中的守恒量”的实验中,也可以探究“mv2”这个量(对应于动能)的变化情况.,(1)若采用弓形弹片弹开滑块的方案,如图甲所示,弹开
9、后的mv2的总量_弹开前mv2的总量,这是因为_.(2)若采用图乙的方案,碰撞前mv2的总量_碰后mv2的总量,说明弹性碰撞中_守恒.(3)若采用图丙的方案,碰撞前mv2的总量_碰后mv2的总量,说明非弹性碰撞中存在_损失.,大于,弹片的弹性势能转化为滑块的动能,等于,机械能,大于,机械能,三计算题(包括3小题,共40分,要求写出必要的说明和解题步骤,有计算的要注明单位)11.(10分)(2008全国高考理综)如图,一质量为M的物块静止在桌面边缘,桌面离水平面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度v0/2射出.重力加速度为g.求,(1)此过程中系统损失的机械能;(2)
10、此后物块落地点离桌面边缘的水平距离.,12.(14分)在光滑的水平面上有一质量m1=20 kg的小车,通过一根不可伸长的轻绳与另一质量m2=25 kg的拖车连接,质量为m3=15 kg的物体放在拖车的平板上,物体与平面间的滑动摩擦因数=0.20.开始时拖车静止,绳是松弛的如图所示,当小车以v0=3 m/s的速度向前运动时,求:(1)m1m2m3以同一速度向前运动时的速度大小;(2)m3在拖车上滑行的距离.,解析:(1)绳子被拉紧时,作用时间极短,且水平地面光滑所以m1m2m3三个物体组成的系统满足动量守恒,当三个物体共速时速度为v,则有m1v0=(m1+m2+m3)v解得v= m/s=1 m/
11、s.,(2)在绳子拉直的瞬间,m3和拖车之间作用的摩擦力远小于绳子的作用力,由m1和m2组成的系统满足动量守恒绳子拉直瞬间,m1m2获得速度v1,则有m1v0=(m1+m2)v1由功能关系m3gL= (m1+m2)v21- (m1+m2+m3)v2两式联立解得,13.(16分)如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,在最低点B与水平轨道BC相切,BC的长度是圆弧半径的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内.可视为质点的物块从A点正上方某处无初速度下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出.已知物块到达圆弧轨道
12、最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失.求:,(1)物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍; (2)物块与水平轨道BC间的动摩擦因数.,解析:物块下落过程重力做功,动能增加,下落到B时对轨道的压力是物块重力的9倍,根据向心力公式可求得高度;物块恰好滑至C端没有滑出,则根据动量守恒定律得最终达到共同的速度,再根据能量守恒定律(或对物块小车分别应用动能定理),即可求得物块与水平轨道BC间的动摩擦因数.,(1)设物块的质量为m,其开始下落处的位置距BC的竖直高度为h,到达B点时的速度为v,小车圆弧轨道半径为R.由机械能守恒定律,有mgh= mv2根据牛顿第二定律,有解得h=4R即物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的4倍.,(2)设物块与BC间的滑动摩擦力大小为Ff,物块滑到C点时与小车的共同速度为v,物块在小车上由B运动到C的过程中小车对地面的位移大小为s.依题意,小车的质量为3m,BC长度为10R.由滑动摩擦力公式,有Ff=mg由动量守恒定律,有mv=(m+3m)v对物块,小车分别应用动能定理,有-Ff(10R+s)= mv2- mv2Ffs= (3m)v2-0解得=0.3.,答案:(1)4倍 (2)0.3,
